ชาวนาใน Longsheng จีน เควินเคียว, CC BY
ข้าวเป็นแหล่งอาหารหลักของคนมากกว่า 3 พันล้านคนทั่วโลก หลายคนไม่สามารถที่จะซื้ออาหารที่หลากหลายและมีคุณค่าทางโภชนาการซึ่งรวมถึงโปรตีนธัญพืชผักและผลไม้ พวกเขาพึ่งพาธัญพืชที่มีราคาไม่แพงมากรวมทั้งข้าวเพื่อรับพลังงานส่วนใหญ่
การวิจัยของฉันมุ่งเน้นไปที่ความเสี่ยงต่อสุขภาพที่เกี่ยวข้องกับความแปรปรวนของสภาพภูมิอากาศและการเปลี่ยนแปลง ใน ศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันทำงานร่วมกับนักวิทยาศาสตร์จากจีนญี่ปุ่นออสเตรเลียและสหรัฐอเมริกาเพื่อประเมินว่าความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นซึ่งเป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศสามารถเปลี่ยนแปลงคุณค่าทางโภชนาการของข้าวได้อย่างไร เราทำการศึกษาภาคสนามในเอเชียเพื่อหาสายพันธุ์ข้าวที่หลากหลายทางพันธุกรรมวิเคราะห์ว่าความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นในชั้นบรรยากาศเปลี่ยนแปลงระดับของโปรตีนธาตุอาหารรองและวิตามินบี
ข้อมูลของเราแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าข้าวที่ปลูกในระดับความเข้มข้นของนักวิทยาศาสตร์คาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศคาดว่าโลกจะถึงปี 2100 มีระดับวิตามินบีสี่ที่ต่ำกว่า การค้นพบเหล่านี้ยังสนับสนุนการวิจัยจากการศึกษาภาคสนามอื่น ๆ ที่แสดงข้าวที่ปลูกภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว มีโปรตีนเหล็กและสังกะสีน้อยกว่าซึ่งมีความสำคัญในการพัฒนาของทารกในครรภ์และเด็กเล็ก การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจส่งผลกระทบอย่างไม่สมส่วนต่อมารดาและ สุขภาพของเด็ก ในประเทศที่พึ่งพาข้าวมากที่สุด ได้แก่ บังคลาเทศและกัมพูชา
ภูมิภาคที่ยากจนที่สุดในเอเชียหลายแห่งพึ่งพาข้าวเป็นอาหารหลัก IRRI, CC BY-NC-SA
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และการเจริญเติบโตของพืช
พืชได้รับคาร์บอนที่พวกเขาต้องการที่จะเติบโตเป็นหลักจากคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศและดึงสารอาหารที่จำเป็นอื่น ๆ ออกมาจากดิน กิจกรรมของมนุษย์ - ส่วนใหญ่การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลและการตัดไม้ทำลายป่า - ความเข้มข้นของ CO2 ในบรรยากาศเพิ่มขึ้นจากประมาณ 280 ส่วนต่อล้านในช่วงเวลาก่อนอุตสาหกรรม 410 ชิ้นต่อล้านในวันนี้. หากอัตราการปล่อยก๊าซทั่วโลกยังคงดำเนินต่อไปบนเส้นทางปัจจุบันความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศอาจสูงถึง 2 ส่วนต่อล้านในปี 1,200 (รวมถึงมีเธนและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอื่น ๆ )
ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงขึ้นนั้นเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไปในการกระตุ้นการสังเคราะห์ด้วยแสงและการเติบโตของพืช ผลกระทบนี้อาจทำให้พืชธัญพืชที่ยังคงเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญที่สุดของโลกเช่นข้าวข้าวสาลีและข้าวโพดมีประสิทธิผลมากขึ้นแม้ว่างานวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ชี้ให้เห็นว่าการทำนายผลกระทบต่อการเจริญเติบโตของพืช ซับซ้อน.
ความเข้มข้นของแร่ธาตุที่มีความสำคัญต่อสุขภาพของมนุษย์โดยเฉพาะอย่างยิ่งเหล็กและสังกะสีจะไม่เปลี่ยนแปลงพร้อมกันกับความเข้มข้นของ CO2 ความเข้าใจในปัจจุบันของสรีรวิทยาของพืชแสดงให้เห็นว่าพืชธัญพืชที่สำคัญ - โดยเฉพาะข้าวและข้าวสาลี - ตอบสนองต่อความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงขึ้นโดยการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตมากขึ้น (แป้งและน้ำตาล) และโปรตีนน้อยลงและลดปริมาณของ แร่ธาตุในธัญพืช.
หลังจากที่ลดลงอย่างต่อเนื่องมานานกว่าทศวรรษความหิวโหยทั่วโลกดูเหมือนจะเพิ่มขึ้นส่งผลกระทบต่อร้อยละ 11 ของประชากรโลก เอฟเอโอ, CC BY-ND
ความสำคัญของสารอาหารรอง
ทั่วโลกมีประมาณ 815 ล้านคนทั่วโลก อาหารที่ไม่ปลอดภัยซึ่งหมายความว่าพวกเขาไม่สามารถเข้าถึงอาหารที่ปลอดภัยมีคุณค่าทางโภชนาการและราคาไม่แพงอย่างเชื่อถือได้ ผู้คนมากขึ้น - ประมาณ 2 พันล้านคน - มี ข้อบกพร่องของสารอาหารที่สำคัญ เช่นเหล็กไอโอดีนและสังกะสี
ธาตุเหล็กในอาหารที่ไม่เพียงพอสามารถนำไปสู่ภาวะโลหิตจางจากการขาดธาตุเหล็กซึ่งเป็นภาวะที่มีเซลล์เม็ดเลือดแดงในร่างกายไม่เพียงพอที่จะรับออกซิเจน นี่คือโรคโลหิตจางชนิดที่พบบ่อยที่สุด มันสามารถทำให้เกิดความเหนื่อยล้าหายใจถี่หรือเจ็บหน้าอกและอาจนำไปสู่ภาวะแทรกซ้อนที่ร้ายแรงเช่นหัวใจล้มเหลวและพัฒนาการล่าช้าในเด็ก
การขาดธาตุสังกะสีมีสาเหตุมาจากการสูญเสียความอยากอาหารและความรู้สึกของกลิ่นลดลง, การรักษาบาดแผลที่บกพร่องและการทำงานของภูมิคุ้มกันลดลง สังกะสียังสนับสนุนการเจริญเติบโตและพัฒนาการของร่างกายดังนั้นการได้รับสารอาหารอย่างเพียงพอจึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับหญิงตั้งครรภ์และเด็กที่กำลังเติบโต
ความเข้มข้นของคาร์บอนสูงขึ้นในพืชลดลง ปริมาณไนโตรเจนในเนื้อเยื่อพืชซึ่งมีความสำคัญต่อการสร้างวิตามินบี วิตามินบีที่แตกต่างกันเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการทำงานที่สำคัญในร่างกายเช่นควบคุมระบบประสาทเปลี่ยนอาหารให้เป็นพลังงานและต่อสู้กับการติดเชื้อ โฟเลตซึ่งเป็นวิตามินบีช่วยลดความเสี่ยงของการเกิดข้อบกพร่องเมื่อหญิงมีครรภ์บริโภค
โรคโลหิตจางส่งผลกระทบต่อหนึ่งในสามของผู้หญิงวัยเจริญพันธุ์ทั่วโลกหรือประมาณ 613 ล้านผู้หญิง เอฟเอโอ, CC BY-ND
การสูญเสียทางโภชนาการที่สำคัญ
เราทำการศึกษาภาคสนามในจีนและญี่ปุ่นซึ่งเราปลูกข้าวสายพันธุ์ที่แตกต่างกันออกไปนอกบ้าน เพื่อจำลองความเข้มข้นของ CO2 ในบรรยากาศที่สูงขึ้นเราใช้ การเพิ่มปริมาณ CO2 ฟรีซึ่งพัดพา CO2 ไปทั่วทุ่งเพื่อรักษาความเข้มข้นที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในศตวรรษนี้ เขตข้อมูลควบคุมพบเงื่อนไขที่คล้ายกันยกเว้นความเข้มข้นของ CO2 ที่สูงขึ้น
โดยเฉลี่ยแล้วข้าวที่เราปลูกในอากาศที่มีความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์สูงจะมีวิตามินบี 2 (ไทอามีน) น้อยกว่าข้าวที่ปลูกภายใต้ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในปัจจุบัน 17% วิตามินบี 1 น้อยลง 2 เปอร์เซ็นต์ (ไรโบฟลาวิน); วิตามินบี 17 ลดลง 2 เปอร์เซ็นต์ (กรด pantothenic); และวิตามิน B13 น้อยลง 5% (โฟเลต) การศึกษาของเราเป็นครั้งแรกเพื่อระบุว่าความเข้มข้นของวิตามินบีในข้าวจะลดลงด้วย CO30 ที่สูงขึ้น
นอกจากนี้เรายังพบว่าการลดลงเฉลี่ย 10% ในโปรตีน 8% ในเหล็กและ 5% ในสังกะสี เราไม่พบการเปลี่ยนแปลงในระดับของวิตามินบี 6 หรือแคลเซียม การเพิ่มขึ้นอย่างเดียวที่เราพบคือระดับวิตามินอีสำหรับสายพันธุ์ส่วนใหญ่
ข้าวภายในแปดเหลี่ยมในสาขานี้เป็นส่วนหนึ่งของการทดลองที่ออกแบบมาเพื่อปลูกข้าวภายใต้สภาพบรรยากาศที่แตกต่างกัน ข้าวที่ปลูกภายใต้ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ 568 ถึง 590 ชิ้นส่วนต่อล้านมีคุณค่าทางโภชนาการน้อยกว่าโดยมีปริมาณโปรตีนวิตามินและแร่ธาตุต่ำกว่า ดร. โทชิฮิโระฮาเซงาวะองค์การวิจัยเกษตรและอาหารแห่งประเทศญี่ปุ่น, CC BY-ND
การขาดธาตุอาหารเสริมแย่ลง
ในปัจจุบันมีผู้คนประมาณ 600 ล้านคนซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ได้รับแคลอรี่และโปรตีนมากกว่าครึ่งจากข้าวโดยตรง หากไม่มีการดำเนินการใด ๆ การลดลงที่เราพบอาจทำให้ภาระโดยรวมของการขาดสารอาหารต่ำลง พวกเขายังสามารถส่งผลกระทบต่อการพัฒนาเด็กปฐมวัยผ่านผลกระทบที่รวมถึงผลกระทบที่เลวลงจากโรคอุจจาระร่วงและมาลาเรีย
ความเสี่ยงต่อสุขภาพที่อาจเกิดขึ้นจากการขาดสารอาหารที่เกิดจากคาร์บอนไดออกไซด์มีความสัมพันธ์โดยตรงกับผลิตภัณฑ์มวลรวมในประเทศต่อหัวต่ำสุดโดยรวม สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะมีผลกระทบร้ายแรงที่อาจเกิดขึ้นกับประเทศที่ดิ้นรนกับความยากจนและการขาดสารอาหาร ไม่กี่คนที่จะเชื่อมโยงการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลและการตัดไม้ทำลายป่ากับเนื้อหาทางโภชนาการของข้าว แต่งานวิจัยของเราแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าวิธีหนึ่งที่การเปล่งเชื้อเพลิงฟอสซิลอาจทำให้ความท้าทายของโลกแย่ลง
การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจะส่งผลกระทบต่อพืชหลักอื่น ๆ อย่างไร
น่าเสียดายที่วันนี้ไม่มีหน่วยงานในระดับรัฐบาลกลางรัฐหรือธุรกิจที่ให้เงินทุนระยะยาวเพื่อประเมินว่าระดับ CO2 ที่เพิ่มขึ้นอาจมีผลต่อเคมีพืชและคุณภาพทางโภชนาการได้อย่างไร แต่การเปลี่ยนแปลงที่เกิดจาก CO2 นั้นมีนัยสำคัญตั้งแต่พืชสมุนไพรไปจนถึงโภชนาการความปลอดภัยของอาหารและการแพ้อาหาร จากผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นซึ่งอาจเกิดขึ้นแล้วจึงมีความจำเป็นอย่างชัดเจนและเร่งด่วนที่จะลงทุนในการวิจัยนี้
นอกจากนี้ยังจำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องระบุตัวเลือกในการหลีกเลี่ยงหรือลดความเสี่ยงเหล่านี้ตั้งแต่การปรับปรุงพันธุ์พืชดั้งเดิมไปจนถึงการดัดแปลงพันธุกรรมไปจนถึงการเสริม ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นกำลังผลักดันให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การปล่อยมลพิษเหล่านี้จะมีบทบาทอย่างไรในการเปลี่ยนแปลงทุกแง่มุมของชีววิทยาพืชรวมถึงคุณภาพทางโภชนาการของพืชที่เราใช้เป็นอาหารอาหารเส้นใยและเชื้อเพลิง
เกี่ยวกับผู้เขียน
Kristie Ebi ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์สุขภาพและสิ่งแวดล้อมระดับโลกและอาชีวอนามัย มหาวิทยาลัยวอชิงตัน
บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.
หนังสือที่เกี่ยวข้อง
Life After Carbon: การเปลี่ยนแปลงระดับโลกครั้งต่อไปของเมือง
by Peter Plastrik, John Cleveland
อนาคตของเมืองของเราไม่ใช่สิ่งที่มันเคยเป็น รูปแบบเมืองที่ทันสมัยที่มีอยู่ทั่วโลกในศตวรรษที่ยี่สิบนั้นมีประโยชน์ยาวนานกว่า ไม่สามารถแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นได้โดยเฉพาะภาวะโลกร้อน โชคดีที่รูปแบบใหม่สำหรับการพัฒนาเมืองกำลังเกิดขึ้นในเมืองเพื่อรับมือกับความเป็นจริงของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ มันเปลี่ยนวิธีที่เมืองออกแบบและใช้พื้นที่ทางกายภาพสร้างความมั่งคั่งทางเศรษฐกิจบริโภคและกำจัดทรัพยากรใช้ประโยชน์และรักษาระบบนิเวศทางธรรมชาติและเตรียมความพร้อมสำหรับอนาคต วางจำหน่ายใน Amazon
การสูญพันธุ์ครั้งที่หก: ประวัติศาสตร์ที่ผิดธรรมชาติ
โดย Elizabeth Kolbert
ในช่วงครึ่งพันล้านปีที่ผ่านมามีการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ห้าครั้งเมื่อความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตบนโลกหดตัวลงอย่างกะทันหัน นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังติดตามการสูญพันธุ์ครั้งที่หกซึ่งคาดการณ์ว่าจะเป็นเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ที่สุดนับตั้งแต่ผลกระทบของดาวเคราะห์น้อยที่ทำลายล้างไดโนเสาร์ คราวนี้หายนะคือเรา ในร้อยแก้วที่ตรงไปตรงมาสนุกสนานและได้รับข้อมูลอย่างลึกซึ้ง Yorker ใหม่ Elizabeth Kolbert ผู้เขียนบอกเราว่าทำไมและมนุษย์มีการเปลี่ยนแปลงชีวิตบนโลกในแบบที่ไม่เคยมีมาก่อน การผสมผสานระหว่างการวิจัยในครึ่งสาขามีคำอธิบายเกี่ยวกับเผ่าพันธุ์ที่น่าหลงไหลที่หายไปและประวัติศาสตร์การสูญพันธุ์ในฐานะแนวคิด Kolbert ให้การเคลื่อนไหวที่ครอบคลุมและครอบคลุมเกี่ยวกับการหายตัวไปที่เกิดขึ้นต่อหน้าต่อตาเรา เธอแสดงให้เห็นว่าการสูญพันธุ์ครั้งที่หกน่าจะเป็นมรดกที่ยั่งยืนที่สุดของมนุษยชาติกระตุ้นให้เราคิดทบทวนคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับความหมายของการเป็นมนุษย์ วางจำหน่ายใน Amazon
Climate Wars: การต่อสู้เพื่อเอาชีวิตรอดเมื่อโลกร้อนแรง
โดย Gwynne Dyer
คลื่นของผู้ลี้ภัยสภาพภูมิอากาศ รัฐล้มเหลวหลายสิบแห่ง สงครามออกทั้งหมด. จากหนึ่งในนักวิเคราะห์ทางภูมิรัฐศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ของโลกได้เห็นแววอันน่าสะพรึงกลัวของความเป็นจริงเชิงกลยุทธ์ในอนาคตอันใกล้นี้เมื่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศขับเคลื่อนพลังของโลกที่มีต่อการเมืองความอยู่รอด มีสติและไม่ท้อถอย สงครามสภาพภูมิอากาศ จะเป็นหนึ่งในหนังสือที่สำคัญที่สุดของปีที่จะมาถึง อ่านและค้นหาสิ่งที่เรากำลังมุ่งหน้าไป วางจำหน่ายใน Amazon
จากสำนักพิมพ์:
การซื้อใน Amazon ไปเพื่อชดใช้ค่าใช้จ่ายในการนำคุณ InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, และ ClimateImpactNews.com ไม่มีค่าใช้จ่ายและไม่มีผู้โฆษณาที่ติดตามพฤติกรรมการท่องเว็บของคุณ แม้ว่าคุณจะคลิกที่ลิงค์ แต่อย่าซื้อผลิตภัณฑ์ที่เลือกเหล่านี้ แต่อย่างอื่นที่คุณซื้อในการเข้าชมครั้งเดียวกันบน Amazon จะจ่ายค่าคอมมิชชั่นให้เราเล็กน้อย ไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับคุณดังนั้นโปรดช่วยสนับสนุนด้วย นอกจากนี้คุณยังสามารถ ใช้ลิงค์นี้ ใช้กับ Amazon ได้ตลอดเวลาเพื่อให้คุณสามารถช่วยสนับสนุนความพยายามของเรา
